科技日報記者 楊宇航

青藏高原是屹立于亞洲之巔的“世界屋脊”，是滋養(yǎng)了億萬生命的“亞洲水塔”，更是驅(qū)動全球氣候變化的超級“引擎”。隨著第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究（以下簡稱“第二次青藏科考”）不斷深入，科學(xué)家正一步步揭開這片地球第三極的神秘面紗。

前不久，第二次青藏科考成果綜合集成應(yīng)用發(fā)布會在拉薩舉行。會上，中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院青藏高原研究所研究員方小敏提出“三極聯(lián)動”的新思考。

青藏高原如何作為全球氣候變化的“策源地”牽動兩極、影響世界？人類應(yīng)如何應(yīng)對青藏高原變化給全球帶來的影響？科技日報記者就這些問題對方小敏進(jìn)行了專訪。

青藏高原、南北極是相互關(guān)聯(lián)的“三極”

記者：在第二次青藏科考成果綜合集成應(yīng)用發(fā)布會上，您介紹了“三極聯(lián)動”理論。它的核心內(nèi)涵是什么？

方小敏：“三極聯(lián)動”理論認(rèn)為，青藏高原、南極、北極這三極通過大氣—海洋環(huán)流和碳循環(huán)構(gòu)成動態(tài)系統(tǒng)，控制著青藏高原鹽湖礦產(chǎn)與亞洲內(nèi)陸地貌的形成。它打破了把青藏高原、南極、北極看作三個孤立地理單元的傳統(tǒng)認(rèn)知，而將它們視為地球系統(tǒng)這一相互關(guān)聯(lián)的整體中三個關(guān)鍵的“極”。

我們認(rèn)為，青藏高原的持續(xù)隆升，就像啟動了一臺全球氣候調(diào)控的“超級引擎”，它通過一系列復(fù)雜的物理與化學(xué)過程，遠(yuǎn)程影響著全球氣候，尤其是對兩極冰蓋的形成與演化產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。這一觀點為我們理解晚新生代以來全球氣候變化機(jī)制提供了全新理論框架。

這一理論的誕生，與一次野外考察經(jīng)歷有關(guān)。那是在青藏高原北部的一次采樣中，我們從地層序列中發(fā)現(xiàn)了來自中亞沙漠的粉塵信號，而這些粉塵的沉積時間，恰好與南極冰芯記錄的全球降溫事件高度吻合。那一刻我突然意識到，高原、沙漠、海洋、極地之間，或許存在一條我們尚未完全理解的“氣候鏈條”。正是這些細(xì)微的發(fā)現(xiàn)，推動我們逐步構(gòu)建起“三極聯(lián)動”的理論體系。

記者：青藏高原如何遠(yuǎn)程影響地球南北極？

方小敏：青藏高原對兩極的遠(yuǎn)程調(diào)控，主要通過兩條關(guān)鍵的“動力鏈”實現(xiàn)。

一條路徑是“粉塵—碳效應(yīng)”。大約在1200萬至800萬年前，青藏高原北部劇烈隆升，改變了大氣環(huán)流格局，強(qiáng)化了西風(fēng)急流，導(dǎo)致亞洲內(nèi)陸加速干旱化，形成了廣袤的沙漠區(qū)。沙漠區(qū)就像巨大的“粉塵工廠”，產(chǎn)生的富含鐵、磷等營養(yǎng)元素的細(xì)小顆粒被強(qiáng)風(fēng)吹到北太平洋，促進(jìn)了浮游植物的繁殖。通過光合作用，浮游植物吸收了大量的二氧化碳，浮游植物死亡后，其有機(jī)體攜帶的碳沉入深海，被長期封存。這一過程直接導(dǎo)致大氣中二氧化碳濃度下降，引發(fā)全球變冷，從而促進(jìn)了南極冰蓋擴(kuò)展與北極冰蓋的形成。

另一條路徑是“化學(xué)風(fēng)化—碳循環(huán)”效應(yīng)。青藏高原南部隆升強(qiáng)化了亞洲季風(fēng)系統(tǒng)，帶來更豐沛的降水。雨水浸潤高原上廣泛出露的新鮮巖石，在巨大反應(yīng)表面上發(fā)生了高效的水解等反應(yīng)，繼而，反應(yīng)產(chǎn)物被雨水快速沖刷，暴露出新表面，顯著加劇了化學(xué)風(fēng)化過程。這就如同給大氣“洗腎”或“進(jìn)行透析”，把二氧化碳轉(zhuǎn)化為溶解的碳酸氫根離子，再通過河流輸入海洋，最終形成碳酸鹽沉積，實現(xiàn)碳的長期封存。與此同時，強(qiáng)烈的地表侵蝕也將大量有機(jī)碳快速搬運至海洋并埋藏，阻止其分解返回大氣。

這兩條路徑的核心作用都是移除大氣中的二氧化碳。這是導(dǎo)致全球氣溫下降并影響兩極冰蓋的關(guān)鍵機(jī)制。

既是物種起源地也是極地動物“訓(xùn)練營”

記者：青藏高原的隆升是否只對氣候產(chǎn)生影響？

方小敏：青藏高原的隆升和“三極聯(lián)動”效應(yīng)，不僅重塑了自然環(huán)境格局，也成為生命演化的強(qiáng)大驅(qū)動力。其中最典型的例子，是我們關(guān)于現(xiàn)代非洲草原動物祖先的發(fā)現(xiàn)。

大約800萬年前，青藏高原東北部的階段性強(qiáng)烈隆升與全球性氣候變冷共同作用，導(dǎo)致亞洲內(nèi)陸干旱化加劇，溫帶草原和稀樹草原環(huán)境大幅擴(kuò)張。這一變化對生命演化產(chǎn)生了極大影響。化石證據(jù)顯示，現(xiàn)代非洲薩瓦納草原上的部分代表性動物，如羚羊亞科、長頸鹿的祖先，可能并非起源于非洲本土，而是首先在青藏高原東北緣及其毗鄰的干旱—半干旱草原環(huán)境中適應(yīng)演化。隨后，它們沿著喜馬拉雅山南緣的“草原通道”向西遷徙，最終在非洲大陸開辟了新的生存家園，并進(jìn)一步演化成今天我們所熟悉的形態(tài)。這揭示了高原隆升—氣候變遷—生物演化之間的深遠(yuǎn)聯(lián)系，展現(xiàn)了地球環(huán)境演變?nèi)绾嗡茉烊蛏锓植肌?/p>

因此，青藏高原實際上是某些物種的“起源地”。此外，它在某種程度上還扮演了物種“訓(xùn)練營”的角色。

記者：為什么這么說？

方小敏：打個比方，青藏高原就像一所“極地生存預(yù)備學(xué)校”。大約600萬年前，當(dāng)“三極聯(lián)動”效應(yīng)推動北極開始變冷并逐步形成冰蓋時，一些早已適應(yīng)了青藏高原高寒、低氧嚴(yán)酷環(huán)境的動物——比如披毛犀、北極狐和雪豹的祖先，已經(jīng)在這所“自然訓(xùn)練營”中鍛煉出了極強(qiáng)的耐寒、耐低氧能力。于是，當(dāng)它們從青藏高原出發(fā)向北遷徙，幾乎是“帶著技能包”進(jìn)入北極圈，因此更能夠成功適應(yīng)北極的環(huán)境，并進(jìn)一步演化成今天的極地動物群成員。

這種“預(yù)適應(yīng)”機(jī)制，是青藏高原對全球生物多樣性的獨特貢獻(xiàn)。在野外考察中，我們常常在高原古沉積里發(fā)現(xiàn)古老生物的化石。它們就像是歷史的見證者，講述著幾百萬年前生命從“世界屋脊”走向“世界盡頭”的故事。

實現(xiàn)從“摸家底”到“尋對策”的轉(zhuǎn)變

記者：第二次青藏科考剛剛發(fā)布了“十大應(yīng)用成果”。和幾十年前的第一次青藏科考相比，這次考察的定位和方向有什么不同？

方小敏：兩次青藏科考雖然一脈相承，但使命定位顯著不同。第一次青藏科考的核心目標(biāo)是“摸家底”，填補(bǔ)我國在青藏高原基礎(chǔ)地理、地質(zhì)、生物等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)空白，為國家資源勘探與經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供第一手科學(xué)依據(jù)。那是真正的“科學(xué)拓荒”——設(shè)備是地質(zhì)錘、羅盤，交通靠卡車、馬匹和雙腿，每一份樣本、每一個數(shù)據(jù)都凝結(jié)著老一輩科學(xué)家的汗水與智慧。

而第二次青藏科考是一次系統(tǒng)性的跨越，定位從“認(rèn)識世界”升華到“看變化、究機(jī)理、尋對策”，直接服務(wù)于青藏高原生態(tài)文明高地建設(shè)，以及我國乃至全球的可持續(xù)發(fā)展。在組織機(jī)制方面，我們形成了全國一盤棋的新型舉國科研體制；在技術(shù)手段方面，構(gòu)建了“空—天—地”一體化的現(xiàn)代觀測網(wǎng)絡(luò)；在科學(xué)目標(biāo)方面，更強(qiáng)調(diào)從“地球系統(tǒng)科學(xué)”角度進(jìn)行多學(xué)科深度融合，推動科研成果向“科學(xué)—政策—實踐”閉環(huán)轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)了從國際“跟跑”到“并跑”乃至“領(lǐng)跑”的轉(zhuǎn)變。

記者：在科學(xué)前沿探索與服務(wù)國家戰(zhàn)略方面，第二次青藏科考有哪些代表性成果？

方小敏：成果是全方位的。在科學(xué)前沿方面，我們在《自然》《科學(xué)》等國際頂尖期刊上發(fā)表了245篇高水平論文，出版了190多本系統(tǒng)性科考報告，極大刷新了人類對青藏高原隆升過程、氣候環(huán)境變化與生物演化的認(rèn)知。

在服務(wù)國家決策方面，我們提交的110多份咨詢建議被中央或相關(guān)部委、地方政府采納應(yīng)用。例如，針對青藏高原日益突出的冰湖潰決、特大泥石流等災(zāi)害風(fēng)險，我們研發(fā)了預(yù)警平臺，設(shè)計了防治方案，為保障人民生命財產(chǎn)安全提供了科技支撐。青藏科考積累的數(shù)據(jù)直接支撐了《中華人民共和國青藏高原生態(tài)保護(hù)法》的立法工作，并為川藏鐵路等國家重大工程的生態(tài)安全評估與線路優(yōu)化提供了關(guān)鍵科學(xué)依據(jù)。

記者：科研論文、數(shù)據(jù)等意義重大，但公眾可能會覺得這些距離日常生活比較遙遠(yuǎn)。科研團(tuán)隊有沒有做一些面向大眾的科普工作？

方小敏：我們始終堅持“科學(xué)為民”的理念，努力讓高深的青藏高原科學(xué)研究“飛入尋常百姓家”。我們組織出版了《這里是中國》《走進(jìn)地球之巔》等一系列暢銷科普圖書，打造的“第三極大本營”科考公眾號和《珠峰講堂》《亞洲水塔》等系列科普視頻，深受公眾特別是年輕人喜愛。

我本人也經(jīng)常參與科普活動。在一次科普講座中，有位中學(xué)生問我：“研究青藏高原的古氣候，對我們今天的生活有什么用？”聽到這個問題我很感動，因為這說明孩子們在思考科學(xué)與現(xiàn)實的關(guān)系。我告訴他：“了解高原的過去，才能預(yù)判地球的未來，而這未來，正掌握在你們這一代手中。”這種互動，讓我感到科普的深遠(yuǎn)意義——它不僅傳遞知識，更是在播種科學(xué)精神。

整體系統(tǒng)治理應(yīng)對全球挑戰(zhàn)

記者：在全球氣候變化的背景下，青藏高原是否也發(fā)生變化？我們應(yīng)該怎么看待這種變化？

方小敏：當(dāng)前，青藏高原正經(jīng)歷著以“變暖變濕”為總體特征的深刻變化，具體表現(xiàn)為冰川加速退縮、永久凍土退化、湖泊擴(kuò)張等。我們需要科學(xué)、辯證地看待這一過程：短期內(nèi)，部分區(qū)域植被活動有所增強(qiáng)，生態(tài)環(huán)境似乎有所改善；但長遠(yuǎn)看，其帶來的挑戰(zhàn)是根本性和全局性的——冰川退縮影響長期水資源安全，凍土退化威脅工程設(shè)施穩(wěn)定，極端天氣事件增多，以及可能通過“三極聯(lián)動”效應(yīng)進(jìn)一步影響全球氣候。

歷史是一面鏡子——過去，青藏高原通過自然過程降低大氣中二氧化碳的含量，造成全球變冷；而今天，人類活動在極短時間內(nèi)排放了巨量二氧化碳，正在快速逆轉(zhuǎn)這一自然進(jìn)程。

當(dāng)前，青藏高原的變化不僅影響本地及下游地區(qū)的水資源安全，也可能通過大氣和海洋環(huán)流再次啟動“三極聯(lián)動”式的遠(yuǎn)程效應(yīng)，加劇南北極冰蓋融化與海平面上升。這種反饋過程及其后果，可能比我們目前預(yù)想的更為復(fù)雜和劇烈。

因此，應(yīng)對氣候變化必須樹立全局觀。保護(hù)青藏高原，不僅是守護(hù)“亞洲水塔”，更是穩(wěn)定全球氣候系統(tǒng)、保護(hù)南北極生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵一環(huán)。我們需要把全球看作一個生命共同體，從整體系統(tǒng)角度尋求治理之道。

記者：面對這些可能到來的挑戰(zhàn)，我們應(yīng)該從哪些方面著手應(yīng)對？

方小敏：應(yīng)對挑戰(zhàn)，必須立足科學(xué)認(rèn)知，采取系統(tǒng)性措施。首先，要繼續(xù)加強(qiáng)科學(xué)考察與研究，精準(zhǔn)監(jiān)測、理解和預(yù)測變化趨勢，為應(yīng)對策略提供堅實的科技支撐。其次，要大力推進(jìn)生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工程，筑牢國家生態(tài)安全屏障。第三，要加強(qiáng)災(zāi)害風(fēng)險防控體系建設(shè)，全面提升防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)能力。最后，也是至關(guān)重要的，是要積極參與和引領(lǐng)全球環(huán)境治理——青藏高原的環(huán)境問題是全球性問題，我們的科考成果正在為全球氣候模型的改進(jìn)提供關(guān)鍵參數(shù)，也為中國推動構(gòu)建“人類命運共同體”、共同應(yīng)對氣候變化提供了堅實的科學(xué)支撐。保護(hù)青藏高原，就是守護(hù)我們共同的地球家園。

致青年科技人才

青年一代創(chuàng)造著科學(xué)的未來。青藏高原的科研條件雖然艱辛，卻是地球各圈層相互作用最劇烈和典型的地區(qū)，是地球科學(xué)領(lǐng)域孕育原創(chuàng)性、顛覆性成果的沃土。在此，我想對有志于在青藏高原從事科研活動的年輕人提三點期許。

首先，科學(xué)始于問題。要敢于提出假設(shè)，并勇于探索求證。

其次，要打破學(xué)科壁壘。現(xiàn)代科學(xué)突破離不開跨領(lǐng)域融合，應(yīng)主動學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)、人工智能、數(shù)值模擬等新技術(shù)，讓這些技術(shù)賦能地球科學(xué)研究。

其三，要堅守科研初心。應(yīng)秉持老一輩科研人員“腳踏實地、勇于探索”的作風(fēng)，沉下心來，以執(zhí)著堅守攻克難關(guān)。

希望青年科研人員將個人科學(xué)理想融入國家發(fā)展大局，在青藏高原這片壯麗舞臺上，用青春與智慧書寫時代科學(xué)傳奇，為人類理解和保護(hù)地球貢獻(xiàn)力量。

——方小敏